透镜奥秘知多少

付玉梅

西汉年间，《淮南万毕术》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则生火，”为什么冰透镜对着太阳能聚光使艾绒起火？今天我们一起来探索透镜的奥秘。

认识透镜

中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，

过透镜的光线有三条特殊光线，如表1所示，凸透镜成像规律的应用

掌握了以上凸透镜成像的规律。我们还要了解其四大主要应用。

1.照相机

来自物体的光经过照相机镜头后，在胶片上会聚成被摄物体的像，照相机的镜头相当于凸透镜，胶片相当于光屏，照相机的成像特点是：

（1）照相机成倒立、缩小的实像，

（2）像距小于物距，

（3）像与物位于凸透镜的两侧，

例1如图2所示，早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的，有几位同学对此现象展开了讨论：

甲：将照相机靠近两位照相的人，可以看到两位照相人的全身像。

乙：调整相机和两位照相人之间的距离。人像变小时，应减小相机镜头和胶片之间的距离。

丙：要使人像更亮，必须在两位照相人的身后进行“补光”。

丁：现在的相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，便于观察。

这些说法正确的是（）

A，甲与乙 B，甲与丙

C，乙与丁 D，丙与丁

解析：要照全身像，应使像变小，则必须使物距变大，所以应增大相机和两位照相人之间的距离：物距增大后，像距变小，由此可知，甲错，乙对，像是人反射的光进入镜头折射形成的，为了让像更亮，应该让人反射更多的光，则应该在两位照相人的前面进行“补光”，丙错，现在的照相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，这样便于观察，丁对。

答案：C

2.投影仪

投影仪（幻灯机）的镜头相当于一个凸透镜，屏幕相当于光屏，其成像特点是：把投影仪上的平面镜取下，投影片放到载物台上，调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像。投影仪的成像特点是：

（1）投影仪成倒立、放大的实像，

（2）像距大于物距，

（3）像与物位于凸透镜的两侧，

例2放映幻灯机时，要想获得更大的像，应该采取（）

A，换上大屏幕

B，增大屏幕到镜头的距离，同时减小幻灯片与镜头的距离

C，增大幻灯片到镜头的距离

D，减小屏幕到幻灯机的距离，同时增大幻灯片与镜头的距离

解析：屏幕上的像的大小不取决于屏幕的大小，而取决于物距和像距，要使像更大一些，要减小物距，增大像距，所以要增大屏幕到镜头的距离，同时减小幻灯片与镜头的距离，故B说法正确。

答案：B

3.放大镜

放大镜的成像特点是：

（1）成正立、放大的虚像，

（2）物距小于像距，

（3）像與物位于凸透镜的同侧，

例3透过晶莹剔透的露珠，我们可以更清楚地看到树叶放大的“叶脉”。这是利用了____（填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的原理，看到的“叶脉”是____（填“实”或“虚”）像。

解析：露珠中间厚，边缘薄，形成一个水凸透镜，叶脉在水凸透镜的1倍焦距以内，成正立、放大的虚像，和放大镜的原理相同，

答案：放大镜__虚

4.测焦距

凸透镜的焦距是研究凸透镜成像特点的核心内容，确定凸透镜的焦距是解决问题的关键，当物距等于2倍焦距时，像距也等于2倍焦距，即像距和物距相等，此时像和物体的大小相等，利用这个成像特点可以确定凸透镜的焦距，其成像原理如图3所示。

2019年6月号“物理潜能知识竞赛”参考答案

1.A 2.C 3.糠皮 谷粒 碎石 它们以同样速度被抛山，碎石的质量最大，动能最大，所以克服空气阻力运动的距离最大，糠皮的质量最小，运动距离最小 4.这样设计可以在进站吋将火车的动能转化为重力势能，储存能量，出站时将重力势能转化为动能，达到节约能源的目的，5.第一张骨牌倒下时重心下降，骨牌重力势能转化为动能。倒在第二张骨牌上时，动能就转移到第二张骨牌上;依次类推，第二张骨牌倒下的机械能转移到下一张骨牌……所以骨牌倒下的速度越来越快，使后倒下的骨牌能量越来越大。